纯电动压缩式垃圾车刮滑板结构轻量化研究

当前环卫企业纯电动压缩式垃圾车续航里程短、动力不足等问题突出,而传统的结构轻量化方案效果并不理想。为此,以寻求垃圾车压缩关键部件刮滑板的最优结构为研究目标,引入HyperMesh工程软件中拓扑优化模块以及有限元静力分析模块,建立了基于变密度理论SIMP法的拓扑优化数学模型,并结合现有结构尺寸优化、形状优化方法完成了刮滑板结构设计及有限元校验。研究结果表明:引入先进的拓扑优化方法可有效优化刮滑板结构,并降低刮滑板总质量,为拓扑优化理论在实际工程中对复杂零部件的轻量化技术研究以及新产品结构设计提供了先进的设计研究方案。     

拓扑分析与尺寸优化相结合的FSAE车架轻量化设计研究

围绕江苏大学方程式赛车车架设计展开研究。依据大赛规则,确定车架主体结构,利用Hypermesh进行拓扑分析,合理布置局部细节杆件。在CATIA中建立车架三维模型,利用ANSYS以扭转刚度为评价标准设置杆件尺寸为设计变量进行尺寸优化。优化结果显示:整体扭转刚度得到提升,质量得到减少。最终车架扭转刚度达到2415.2 N·m/(°),质量为27.2kg,满足结构设计与轻量化要求。最后对车架结构进行了4种工况分析和模态分析,保证其使用安全、可靠。     

拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计

车架轻量化是节能和降低成本的重要途径。针对某型号割草车车架,提出了将拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计方法。在满足工作性能和车架强度的基础上,利用有限元仿真技术,分别对割草车车架进行了弯曲工况与扭转工况下的强度分析,以分析结果为基础,进行拓扑优化与尺寸优化相结合的二级优化,并对优化前后车架的强度进行对比分析。结果表明:最终优化后车架强度满足要求,且最终优化后车架比未优化前减少质量34.3%,轻量化效果显著。     

某轻型飞机方向舵操纵系统结构分析及优化

基于某款轻型固定翼飞机方向舵操纵系统的结构和原理,利用Hypermesh和Patran建立有限元分析模型,将Nastran作为求解器校核了设计工况下方向舵操纵系统操纵杆系及其安装摇臂的静强度,并计算了操纵系统杆系的稳定性,最后采用SIMP材料插值模型的变密度法的拓扑优化技术对关键摇臂进行优化,在满足设计功能且质量减少10%的前提下给出其拓扑优化结果,为摇臂的结构设计提供依据。该研究对飞机操纵系统的校核和轻量化设计提供了参考。     

全电动式注塑机合模机构尾板的拓扑优化设计

针对当前急需解决的全电动曲肘式注塑机尾板的结构优化问题,通过对尾板实际工况下的拓扑优化分析,给出 了全电动式注塑机尾板的拓扑优化结构,从而揭示了尾板上的质量减轻优化部位。通过对尾板拓扑优化模型的进一步 有限元分析,就模型的各质量减轻部位对尾板的应力和变形的影响情况进行了验证,完善了尾板的模型。该研究为尾板 的最终优化结构给出了实际性的指导。     

齿啮式快开门装置上法兰的拓扑优化

为设计出更合理的快开门装置上法兰结构,文章利用拓扑优化技术对上法兰结构进行优化设计。根据快开门上 法兰的受力与约束情况,对某蒸压釜上法兰的原始结构进行了静力分析,并根据分析结果建立上法兰的拓扑优化概念模 型;在上法兰拓扑优化结果的基础上,根据加工制造要求对上法兰进行了二次设计;将二次设计后的上法兰新结构与原 始结构进行对比分析。结果表明：新结构在最危险截面处一次局部薄膜应力和一次加二次应力均有所下降;并且,质量 较原始结构减轻了23. 2%。     

一种通用的计算机网络拓扑设计模型

提出了一种计算机网络拓扑设计的数学模型。该模型综合考虑拓扑设计中的几个主要问题,它能同时完成节点机选择、骨干网络的链路安排及各通信节点对之间的路由选择等问题的优化工作。文中同时给出该模型的拉格朗日松弛函数 L(?),并利用迭代算法使 L(?)尽可能靠近原模型的优化位。     

汽车门锁的棘轮棘爪轻量化设计

为了实现汽车门锁的轻量化，课题组将拓扑优化方法应用到汽车门锁的设计中。建立棘轮棘爪的有限元模型，分析确定可优化区域；在满足实际要求的情况下，结合基于变密度法的拓扑优化方法，以整体质量最小为目标，得到棘轮棘爪的最佳传力路径和材料分布。经验证优化后的棘轮棘爪满足强度设计要求，与原结构相比质量减小33.6%。该研究可应用于同类汽车零部件的轻量化设计，具有一定的工程应用价值。     

基于响应面法的单线切割机刀架优化设计

建立了单线切割机刀架的参数化模型,分析了刀架的变形和应力分布,以重要尺寸为设计变量,质量、最大变形量、等效应力为目标变量,建立多目标优化数学模型,采用基于响应面法的多目标遗传算法对刀架进行优化设计和灵敏度分析,进一步对尺寸优化后的刀架进行拓扑优化分析,减轻了刀架重量,具有工程应用价值.     

防火墙与校园网的安全策略

阐述了防火墙系统及安全策略 ,重点论述了构建校园网防火墙时所涉及的各种问题 ,并给出防火墙系统拓扑结构和设计实例     

立体标签自动贴标机结构设计

为了减少在产品包装环节中的人员参与,提高包装环节的自动化程度,研制了一种用于立体标签的自动贴标机。 根据产品贴标的流程,采用Pro/E软件进行三维建模和零部件的优化设计,包括传送机构、标签推进机构和折弯机构。 折弯机构中采用了折弯翻板实现对标签的折弯控制;自动贴标机各机构均采用了独立的电机控制,控制系统采用PLC 技术和变频器调速控制,设计了电动机正反转的控制电路图。通过对机械结构和电气控制系统优化设计,得到了满足设 计要求的自动贴标机机构设计参数,实现了对厚度为0.5 mm纸质标签纸的2次折弯并实现贴标过程。该自动标签机的 使用实现了包装过程的自动化,提高产品的包装效率。     

加工中心工作台结构优化及可靠性研究

针对目前加工中心工作台在工作时,由于振动和变形产生刚度降低的问题,提出了一种结构优化方案,以验证优化后工作台刚度的可靠性。采用有限元法,在静力学分析的基础上对工作台进行了不增加质量而提高刚度的优化;采用灵敏度分析法对优化后工作台的刚度可靠性进行分析;在six sigma分析系统中验证了优化后工作台的刚度可靠度。分析结果表明：优化后工作台的刚度提高11. 5%,且可靠度达到100%,其中弹性模量及工作台圆形筋板厚度的随机变化对工作台刚度影响较大。该方案能提高加工中心工作台的刚度并且能确保其刚度可靠性。     

龙门加工中心动态特性的有限元模态分析与结构优化

为了改善某龙门加工中心的动态特性,对龙门加工中心各主要结合部进行等效处理,建立了龙门加工中心整机有限元模型,对其整机进行模态分析,确定了整机动态性能的薄弱环节。针对滑枕导轨结合部刚度不足提出了2种改进方案,通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,得出采用高刚度的导轨滑块副作为滑枕导轨优选方案。在此基础上针对滑枕抗弯刚度不足提出了3种结构改进方案,再次通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,最终选出了龙门加工中心结构动态特性的最优改进方案。研究表明：机床整机结构的模态分析与结构优选是提高机床动态性能的有效手段。     

P2P应用层数据流量优化

为减少对主干网络带宽的消耗,提出了一套数据流量优化方法。首先通过把Peer间的邻居关系明确划分为物理邻居关系和逻辑邻居关系,并用探路者算法来发现Peer的物理邻居,实现拓扑匹配;然后在数据调度算法中,引入通报/退避机制,把大部分数据传输控制在城域网络内部。通过建立模拟仿真环境进行实验分析,证实了该方法可以减少90%以上的网络数据流量。     

基于遗传算法和差分进化的高速冲床运动学优化

提出一种可以实现自身动平衡的高速冲床的新型传动机构。针对优化算法的缺陷,提出一种遗传算法与差分进化相结合的混合算法,并阐述了该算法的流程。将该机构简化,进而建立其优化模型。利用混合算法对其进行优化,得出优化前后冲压滑块的运动学特性比较图。结果表明,优化后的结构在高速冲压时具有更好的输出运动特性,表明该算法是一种非常切实有效的优化算法。     

论MDO视域下的教学设计

利用多学科设计优化(MDO)对教学系统进行总体设计,是对传统教学设计的一大拓展.传统教学设计不能很好地实现各个学科之间的协同效应,所取得的最终设计结果往往不是系统的全局最优解.基于MDO的教学设计能在很大程度上克服传统教学设计的弊端,实现教学设计的整体效益最大化.     

压铸机合模机构的正交回归优化设计

在对压铸机合模机构的优化设计中,采用正交回归设计法建立结构性能与设计变量的近似函数,对近似函数进行优化,从而有效地解决了结构优化设计过程中优化方法需要反复进行三维有限元分析而引起的超大计算量问题;这种方法对实际应用中大量存在而又无法得到解析式的结构优化问题有着普遍的意义。     

论MDO视域下的教学设计

利用多学科设计优化(MDO)对教学系统进行总体设计,是对传统教学设计的一大拓展。传统教学设计不能很好地实现各个学科之间的协同效应,所取得的最终设计结果往往不是系统的全局最优解。基于MDO的教学设计能在很大程度上克服传统教学设计的弊端,实现教学设计的整体效益最大化。     

现场总线控制系统信息通道结构分析与优化设计

分析了现场总线控制系统的典型拓扑结构及信息通道结构的能通性、可靠性和经济性，并采用广义自适应遗传算法对信息结构进行了优化设计，从而为现场总线控制系统的结构设计和分析提供了一种新方法。